20 maja, 2024

Świat Biotworzyw

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej

„Pula” czarnych dziur może wyjaśniać dziwne aspekty połączenia czarnych dziur w 2019 roku

„Pula” czarnych dziur może wyjaśniać dziwne aspekty połączenia czarnych dziur w 2019 roku
Powiększenie / Ilustracja przedstawiająca rój małych czarnych dziur w dysku gazowym krążącym wokół supermasywnej czarnej dziury.

Samsing / Instytut Nielsa Bohra

W 2019 roku współpraca LIGO/VIRGO wychwyciła sygnał fali grawitacyjnej z połączenia czarnej dziury, który okazał się jednym z księgi rekordów. Nazwany „GW190521”, był najbardziej masywnym i najdalej wykrytym do tej pory, wytwarzającym najbardziej energetyczny sygnał wykryty do tej pory, pojawiający się w danych jako bardziej „głośny” niż zwykły „ćwierkanie”.

Co więcej, nowa czarna dziura powstała w wyniku połączenia była około 150 razy silniejsza niż masa naszego Słońca, co czyni GW190521 pierwszą bezpośrednią obserwacją czarnej dziury o masie pośredniej. Co jeszcze dziwniejsze, dwie czarne dziury, które się połączyły, zostały zablokowane na eliptycznej (nie kołowej) orbicie, a ich osie obrotu były nachylone bardziej niż zwykle w porównaniu do tych orbit.

Fizycy lubią tylko przedstawiać intrygującą zagadkę, która nie od razu wydaje się pasować do ugruntowanej teorii, a GW190521 dał im właśnie to. Nowe symulacje teoretyczne sugerują, że wszystkie te dziwne aspekty można wytłumaczyć obecnością pojedynczej, trzeciej czarnej dziury, która bije ostatni taniec układu podwójnego, tworząc „bałaganiarski taniec”, zgodnie z nowy papier Opublikowano w magazynie Nature.

tak jak my Wspomniałem wcześniej21 maja 2019 r. detektory tej współpracy odebrały charakterystyczny sygnał podwójnej fuzji czarnej dziury: cztery krótkie wibracje trwające mniej niż jedną dziesiątą sekundy. Im krótszy sygnał, tym masywniejsze łączące się czarne dziury – w tym przypadku odpowiednio 85 i 66 mas Słońca. Czarne dziury połączyły się, tworząc nową czarną dziurę większą niż około 142 masy Słońca, emitując w tym procesie równowartość ośmiu mas Słońca – w ten sposób detektory wychwyciły silny sygnał.

To, co uczyniło to wydarzenie tak niezwykłym, to fakt, że pomiar 142 mas Słońca znajduje się w środku tzw. „przerwy masowej” czarnych dziur. Większość z tych obiektów można podzielić na dwie grupy: czarne dziury o masach gwiazdowych (od kilku mas Słońca do dziesiątek mas Słońca) oraz supermasywne czarne dziury, takie jak te w środku naszej Drogi Mlecznej (od setek tysięcy do miliardów). mas Słońca). Pierwsza jest spowodowana śmiercią masywnych gwiazd w supernowej zapadającej się w jej jądrze, podczas gdy proces formowania drugiej pozostaje tajemnicą.

Artystyczna koncepcja hierarchicznego schematu łączenia czarnych dziur.  Naukowcy stawiają hipotezę, że dwie czarne dziury były wynikiem wcześniejszego połączenia dwóch małych czarnych dziur.
Powiększenie / Artystyczna koncepcja hierarchicznego schematu łączenia czarnych dziur. Naukowcy stawiają hipotezę, że dwie czarne dziury były wynikiem wcześniejszego połączenia dwóch małych czarnych dziur.

LEGO / Caltech / MIT / R. boli (IPAC)

Fakt, że przodek czarnej dziury ważył 85 mas Słońca, jest również niezwykły, ponieważ jest to sprzeczne z obecnymi modelami ewolucji gwiazd. Typy gwiazd, które mogłyby spowodować powstanie czarnych dziur o masie od 65 do 135 mas Słońca, nie okazałyby się supernowymi, a zatem nie stałyby się czarnymi dziurami. Zamiast tego gwiazdy te staną się niestabilne i stracą znaczną część swojej masy. Dopiero wtedy staną się supernową — ale wynikiem będzie czarna dziura o masie mniejszej niż 65 mas Słońca.